Proyección de Imágenes FÍS.

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Física

Imagen proyectada. Se entiende por imagen proyectada la materialización sobre una superficie o pantalla de la imagen real de un objeto, obtenida mediante un sistema óptico. El sistema representante se denomina sistema de p. y es, en general, un objetivo. La superficie que recibe la imagen suele ser plana o ligeramente curvada y se denomina plano o pantalla de p. Los objetivos de p. tienen formas análogas a los fotográficos, si bien son ligeramente más sencillos. Esto es natural, puesto que, a todos los efectos óptico-geométricos, la fotografía (v.) no es sino un tipo de p. de i., en el cual la película o placa que soporta la emulsión fotográfica hace de pantalla. La imagen no es, en este caso, visible sino después del proceso de revelado, etc.

Visibilidad de la imagen proyectada. Cuando se observa un objeto directamente, el ojo (v.) del observador recibe los rayos luminosos que parten de cada punto del objeto, obteniendo la sensación visual del mismo. Cuando de este objeto se obtiene una imagen real sobre una pantalla, los rayos R que parten de cada punto del objeto, después de atravesar el sistema óptico, van a reunirse al correspondiente punto de la imagen (rayos R’), donde su energía se difunde dando lugar a los rayos r que se distribuyen en todas direcciones, pero conservando las características esenciales de tal energía, de modo que al ser recibidos por el ojo, en éste se reproduce, punto a punto, la misma sensación que cuando observaba el objeto directamente. Esto es: el ojo tiene la sensación de ver el objeto situado en la pantalla (fig. 1).

Características de la imagen proyectada. La comparación de la imagen con el objeto da lugar a las características de aquélla. En primer lugar, la imagen está contenida en la superficie de la pantalla y, por tanto, no tiene relieve. Por otra parte, la imagen puede ser una fiel reproducción del objeto (absolutamente semejante a él); puede tener alguna irregularidad u otro defecto de representación (borrosidad: irisaciones, deformación, etc.); puede ser más o menos luminosa; y puede aparecer en ella una mayor o menor porción del objeto. Suponiendo una semejanza perfecta, sin errores de representación, se obtiene la imagen proyectada ideal. Esta relación de semejanza y’/y (fig. 1) es el aumento, y es negativo por ser la imagen invertida respecto al objeto. Los defectos de representación son las llamadas aberraciones (v.) de la imagen y exigen una buena calidad de la óptica para que sean mínimas.

La mayor o menor luminosidad depende de la propia del objeto, de la transmitancia del sistema óptico (v. ÓPTICA II), de la reflectancia y poder difusor de la pantalla y, muy principalmente, del ángulo a’, llamado ángulo de apertura imagen. A mayor ángulo corresponde mayor luminosidad. Este ángulo viene determinado por la relación entre el diámetro útil, D, del sistema óptico y la distancia de la imagen. Cuando el objeto está en - esta distancia es su distancia focal f’. Esta relación D/f’ se llama razón de apertura, o simplemente apertura, y es el factor determinante de la luminosidad. Se suele expresar en la forma 1:K. El elemento material que limita este ángulo se llama diafragma de apertura. Como se desprende de la fig. 1, el aumento es

y’/y = a’/a.

Así, para un objeto y un objetivo dados, a mayor distancia de proyección, a’, corresponde mayor tamaño de imagen (mayor aumento) y menor valor para el ángulo a’ (menor luminosidad). La mayor o menor porción de objeto que aparece representada en la imagen es lo que se entiende por campo, y se mide por el ángulo Ir subtendido desde el centro del sistema de representación (punto nodal objeto). El elemento material que limita este ángulo se llama diafragma de campo.

Tipos de proyección. Fundamentalmente son dos: epiproyección y diaproyección. Hay epiproyección cuando el objeto es emisor de luz por sí mismo, o está fuertemente iluminado si su luz propia no es suficiente (objetos opacos). En la diaproyección, el objeto es iluminado por transparencia y los rayos luminosos no proceden del objeto mismo sino del manantial de luz (objetos transparentes). Al primero corresponden la visión normal y la fotografía, así como los proyectores para utilizar en la p. de páginas de libros, etc. Al segundo, los proyectores de diapositivas, p. cinematográfica, microproyección, etc. Epiproyección. El diafragma de apertura (D.A.) está situado en el propio objetivo de p., de cuya apertura depende la luminosidad conseguida (fig. 1). Éste es el caso de la fotografía. En el caso de p. de un objeto que tenga que ser iluminado, el dispositivo del aparato es el de la fig. 2, utilizando como lámpara una de filamento muy extenso para que la iluminación sobre el objeto sea grande, ya que ésta depende de la superficie del manantial y de su distancia al objeto. Como en este tipo de p. la luminosidad es escasa, si el aumento es grande se precisan lámparas muy potentes y diámetros de objetivos grandes, para obtener valores grandes de a’, así como salas de p. oscurecidas. A este grupo pertenece el caso de microproyección metalográfica, en el cual el objeto es la superficie metálica en estudio, el objetivo es del tipo de microscopio, la iluminación se hace por el interior del propio microscopio a través del objetivo mismo, y la pantalla suele ser un vidrio deslustrado (esmerilado), que se observa por transparencia y que permite mayor luminosidad de la imagen.

Diaproyección. En este caso, los rayos luminosos que van a formar la imagen del objeto no son originados por la luz difractada en el objeto, sino que proceden directamente del propio manantial, siendo el objeto atravesado por ellos. Al ser así iluminado el objeto por transparencia, el método de iluminación empleado influye fundamentalmente en las características de la imagen.

Métodos fundamentales de iluminación. Iluminación directa del objeto. En este caso (fig. 3), el manantial luminoso (L) extenso ilumina el objeto de modo uniforme, ya que todos los puntos de éste reciben por igual la iluminación de todos los puntos del manantial. Cualquier falta de homogeneidad de éste afecta por igual a todo el objeto y, en consecuencia, todos sus puntos presentan igual repartición luminosa. Sin embargo, estos haces luminosos que iluminan cada punto del objeto no entran todos enteros en el sistema de p., de modo que en su parte útil no son iguales para todos los puntos. Así solamente aparecerá sobre la pantalla la parte iluminada del objeto, AB, que se representa en A’B’; pero de ésta, solamente la zona comprendida dentro de C’D’ (correspondiente en el objeto a la CD) recibe luz por igual de todos los puntos del manantial y su iluminación será, por tanto, uniforme. La zona comprendida entre C’A’ y D’B’ presenta una iluminación progresivamente decreciente hacia el borde que se conoce con el nombre de efecto de viñeteado. Si se desea una iluminación uniforme es preciso utilizar sólo la parte de objeto CD, diafragmando el resto.

Si se atiende a la intensidad de iluminación, se ve quelos ángulos de apertura a y ca’ no cubren todo el diámetro útil del objetivo y, por tanto, no aprovechan al máximo sus posibilidades luminosas. Si se reducen las dimensiones del objetivo se observa en la figura que queda paralelamente reducida la zona aprovechable AB del objeto. En la misma figura se ve que el valor del ángulo de apertura, a, y, por tanto, la luminosidad de la imagen, vienen determinadas por las dimensiones del manantial L, que hace de diafragma de apertura (D.A.) y su distancia d al objeto. Por ello con este tipo de iluminación es deseable un manantial grande y próximo. El campo útil se limita sobre el propio objeto, situando en su plano el correspondiente diafragma de campo (D.C.).

Iluminación por condensador. En este caso, que es el más frecuente en la p. de diapositivas, se sitúa, muy próximo al objeto O, una lente condensadora (C) que concentra los rayos procedentes del manantial L sobre el objetivo de p. (fig. 4). Esta lente debe formar una imagen de aquél sobre éste, de modo que su diámetro quede justamente cubierto por dicha imagen, con objeto de no perder ningún rayo luminoso, a la vez que se aprovecha toda la apertura propia del objetivo. Así se logra el valor máximo de a’ y con ello la iluminación máxima en la imagen. Esta iluminación se puede regular con el diafragma iris (1) del propio objetivo, que hará de (D.A.). El objeto queda ahora iluminado con uniformidad por el manantial, como en el caso anterior, pero en éste se conserva en su totalidad al no haber efecto de viñeteado. La iluminación es, por tanto, intensa y uniforme en toda la extensión de la imagen. Por otra parte, permite también diámetros menores del sistema de proyección. Este sistema, debido a KShler, puede perfeccionarse adicionando tres lentes más, con objeto de obtener un mayor ángulo de flujo útil, sin tener que aumentar las dimensiones del objetivo y, por supuesto, manteniendo las características de uniformidad e intensidad de la iluminación en la imagen.

Proyección cinematográfica. En cinematografía se precisan aumentos muy grandes, ya que la pantalla es enorme en proporción al fotograma. Es, pues, necesaria una intensidad lumínica del manantial muy grande, razón por la cual se utiliza el arco eléctrico de carbón. En este caso se procede mediante un condensador, que es un espejo elíptico, cuyos focos son ocupados por el arco y por el totograma (película), formándose sobre ésta una imagen de aquél. Así aparecen representados en la imagen de la pantalla, simultáneamente y superpuestas, las imágenes del objeto y del manantial (fig. 5). Se obtiene así, por tanto, la mayor iluminación posible en la proyección. Sin embargo, esto sólo es aplicable para el caso en que el manantial tenga por sí una repartición luminosa uniforme. Tal es el caso antedicho, siempre que el fotograma sea cubierto por la parte central del arco. Este dispositivo se puede montar, igualmente, con condensador de lentes en lugar del espejo, utilizando lámparas de vidrio opal o cualquiera otro manantial en que no aparezcan irregularidades. No es recomendable, por ello, utilizar lámparas de filamento. En cualquier caso, como siempre, los ángulos de apertura a, a’ deben cubrir todo el objetivo. El diafragma de apertura será el del propio objetivo, y el de campo se sitúa sobre la película objeto.

Microproyección. En su fundamento, no existen diferencias respecto a lo dicho anteriormente; solamente pequeños detalles en los dispositivos de los sistemas de iluminación y en las formas que adoptan los diversos elementos ópticos. La diferencia, por la que puede ser considerado como un grupo aparte, es más accesoria que fundamental, y estriba en el hecho de ser el objeto proyectado una preparación microscópica, transparente o no, y ser el sistema proyector un objetivo de microscopio en lugar de uno de tipo fotográfico. También la pantalla suele ser un vidrio deslustrado observado por transparencia. Todo el dispositivo adopta unas dimensiones generalmente reducidas, constituyendo un aparato en el que va incorporada la pantalla.

Proyección anamórfica. Recibe este nombre cuando la imagen aparece deformada (generalmente comprimida) en un sentido (vertical u horizontal). La relación de compresión suele ser del orden de 1:2. Esto se consigue adicionando al objetivo un sistema de lentes o espejos cilíndricos que actúan sólo en un sentido, produciendo este aumento unilateral. Este es el caso del cinemascope y sistemas análogos. Obtenida la película con esta deformación, llenando el formato normal del fotograma (figura 6), al proyectar con el aumento K, mediante un sistema óptico análogo al de toma, que deshaga la deformación obtenida, se reproduce en la pantalla la imagen en sus proporciones normales, pero cubriendo un campo horizontal mucho más grande que vertical. Modernamente, con la película ancha de gran formato, mediante estas compresiones en uno u otro sentido, se obtienen durante el proceso de réplica del positivado muy variadas posibilidades en la toma y en la p.

P. JIMÉNEZ-LANDI.

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